CN111683112A - 全域物联网系统 - Google Patents

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陈小前
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Abstract

本发明公开了一种全域物联网系统，该系统包括：移动式传感器终端、固定式传感器终端、通信卫星、地面卫星固定站、地面卫星移动站、云计算平台和地面通信网路；移动式传感器终端分别连接通信卫星、地面卫星移动站和/或地面通信网络，固定式传感器终端分别连接通信卫星和/或地面通信网络，通信卫星分别与地面卫星固定站和地面卫星移动站连接，地面卫星固定站与地面通信网络连接，地面通信网络与云计算平台连接。本发明的全域物联网系统通过构建天地一体化网络架构，能够实现物联网系统的全域覆盖，确保在偏远区域，传感器终端仍然能够实现通信和数据传输；同时通过设置云计算平台进行数据集中处理，能便于数据的融合和共享，提高数据处理效率。

Description

全域物联网系统
技术领域
本发明涉及物联网通信技术领域，具体涉及一种全域物联网系统。
背景技术
物联网指的是通过各种信息传感器、射频识别技术、全球定位系统、红外感应器和激光扫描器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接和互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物和位置等各种需要的信息，通过网络接入，实现物与物、物与人的泛在连接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。物联网是一个基于互联网、传统电信网等的信息承载体，它让所有能够被独立寻址的普通物理对象形成互联互通的网络。目前，物联网系统通过将各种电子设备接入网络，利用各种电子设备上的传感器对不同信息进行采集、处理、分析和应用，实现整个系统的数字化和智能化处理。
发明人发现现有技术至少存在以下问题：
现有的物联网系统采用烟囱式发展，相互独立，难以实现系统间数据共享；现有的物联网系统基于地面通信网络实现连接，能够应用于城市和郊区等地面通信网络信号覆盖区域，但对于森林、沙漠、海洋等地面通信网络无法全面覆盖的偏远区域，物联网的通信能力差。
发明内容
为解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种全域物联网系统，该系统基于天地一体化网络架构和云计算技术，能够实现物联网系统的全域覆盖及各系统间的高效数据共享。
为此，本发明公开了一种全域物联网系统，所述系统包括：移动式传感器终端、固定式传感器终端、通信卫星、地面卫星固定站、地面卫星移动站、云计算平台和地面通信网路；
所述移动式传感器终端分别连接所述通信卫星、所述地面卫星移动站和/或所述地面通信网络，所述固定式传感器终端分别连接所述通信卫星和/或所述地面通信网络，所述通信卫星分别与所述地面卫星固定站和所述地面卫星移动站连接，所述地面卫星固定站与所述地面通信网络连接，所述地面通信网络与所述云计算平台连接。
进一步地，在上述全域物联网系统中，所述系统还包括区域增强平台；
所述区域增强平台连接所述通信卫星、所述地面卫星固定站、所述地面卫星移动站和/或所述地面通信网络，所述移动式传感器终端能够与所述区域增强平台连接，所述固定式传感器终端能够与所述区域增强平台连接；
所述区域增强平台能够收集所述移动式传感器终端和/或所述固定式传感器终端获取的数据信息，并将采集到的数据信息通过所述通信卫星、所述地面卫星固定站、所述地面卫星移动站和/或所述地面通信网络送至所述云计算平台以进行数据处理。
进一步地，在上述全域物联网系统中，所述区域增强平台包括：低轨卫星、升空通信平台和无人机；
所述低轨卫星连接所述通信卫星、所述地面卫星固定站、所述地面卫星移动站和/或所述地面通信网络，所述移动式传感器终端和所述固定式传感器终端能够与所述低轨卫星连接；
所述升空通信平台连接所述通信卫星、所述地面卫星固定站、所述地面卫星移动站和/或所述地面通信网络，所述移动式传感器终端和所述固定式传感器终端能够与所述升空通信平台连接；
所述无人机连接所述通信卫星、所述地面卫星固定站、所述地面卫星移动站和/或所述地面通信网络，所述移动式传感器终端和所述固定式传感器终端能够与所述无人机连接。
进一步地，在上述全域物联网系统中，所述云计算平台包括控制中心和所述数据处理中心；
所述控制中心与所述数据处理中心连接，所述控制中心用于所述全域物联网系统的管理与控制，所述数据处理中心用于对接收到的数据进行分析处理。
进一步地，在上述全域物联网系统中，所述云计算平台采用云计算技术处理接收到的数据信息。
本发明技术方案的主要优点如下：
本发明的全域物联网系统利用通信卫星、地面卫星固定站、地面卫星移动站、区域增强平台和地面通信网络构成天地一体化网络架构，能够实现物联网系统的全域覆盖，确保在地面通信网络无法全面覆盖的偏远区域，移动式传感器终端和固定式传感器终端仍然能够实现通信和数据传输；同时通过设置云计算平台进行数据集中处理，能便于数据的融合和共享，有效地提高数据处理效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例的全域物联网系统的结构原理图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下结合附图，详细说明本发明实施例提供的技术方案。
如附图1所示，本发明一实施例提供了一种全域物联网系统，该系统包括：移动式传感器终端、固定式传感器终端、通信卫星、地面卫星固定站、地面卫星移动站、云计算平台和地面通信网路；移动式传感器终端分别连接通信卫星、地面卫星移动站和/或地面通信网络，固定式传感器终端分别连接通信卫星和/或地面通信网络，通信卫星分别与地面卫星固定站和地面卫星移动站连接，地面卫星固定站与地面通信网络连接，地面通信网络与云计算平台连接。
以下对本发明一实施例提供的全域物联网系统的结构及原理进行具体说明；
本发明一实施例中，移动式传感器终端可以通过无线通讯方式分别连接通信卫星、地面卫星移动站和/或地面通信网络，固定式传感器终端可以通过有线连接方式连接地面通信网络和/或通过无线通讯方式连接通信卫星，通信卫星可以通过无线通讯方式连接地面卫星固定站和地面卫星移动站，地面卫星固定站可以通过有线连接方式连接地面通信网络，地面通信网络可以通过有线连接方式连接云计算平台。
具体地，本发明一实施例提供的全域物联网系统在使用时，当移动式传感器终端需要进行数据传输交流时，移动式传感器终端可以将数据送至地面通信网络，也可以将数据送至地面卫星移动站或通信卫星，地面卫星移动站将数据送至通信卫星，通信卫星再将通过地面卫星固定站将数据送至地面通信网络，地面通信网络将接收到的数据送至云计算平台，云计算平台对移动式传感器终端输送的数据进行解析、存储、存档和应用等处理；当需要向移动式传感器终端反馈数据时，云计算平台将反馈数据送至地面通信网络，地面通信网络可以直接将反馈数据送至移动式传感器终端，也可以通过地面卫星固定站将反馈数据送至通信卫星，通信卫星可以直接或者通过地面卫星移动站将反馈数据送至移动式传感器终端；当固定式传感器终端需要进行数据传输交流时，固定式传感器终端可以将数据送至地面通信网络，也可以将数据送至通信卫星，通信卫星再将通过地面卫星固定站将数据送至地面通信网络，地面通信网络将接收到的数据送至云计算平台，云计算平台对固定式传感器终端输送的数据进行解析、存储、存档和应用等处理；当需要向固定式传感器终端反馈数据时，云计算平台将反馈数据送至地面通信网络，地面通信网络可以直接将反馈数据送至固定式传感器终端，也可以通过地面卫星固定站和通信卫星将反馈数据送至固定式传感器终端。
进一步地，如附图1所示，本发明一实施例中，地面卫星移动站可以用于作为多个移动式传感器终端的通信中转站，也可以用于作为多个移动式传感器终端的数据处理平台；如此设置，既能实现移动式传感器终端的通信和数据传输，又能降低星地间的传输数据量。
进一步地，如附图1所示，本发明一实施例中，该全域物联网系统还可以包括区域增强平台，区域增强平台连接通信卫星、地面卫星固定站、地面卫星移动站和/或地面通信网络，移动式传感器终端能够与区域增强平台连接，固定式传感器终端能够与区域增强平台连接；区域增强平台能够收集移动式传感器终端和/或固定式传感器终端获取的数据信息，并将采集到的数据信息通过通信卫星、地面卫星固定站、地面卫星移动站和/或地面通信网络送至云计算平台以进行数据处理。
具体地，本发明一实施例中，区域增强平台可以通过无线通讯方式分别连接通信卫星、地面卫星固定站、地面卫星移动站和/或地面通信网络，移动式传感器终端可以通过无线通讯方式连接区域增强平台，固定式传感器终端可以通过无线通讯方式连接区域增强平台，区域增强平台能够接收移动式传感器终端和/或固定式传感器终端获取的数据信息，并将采集到的数据信息通过通信卫星、地面卫星固定站、地面卫星移动站和/或地面通信网络送至云计算平台以进行数据处理。
可选的，本发明一实施例中，区域增强平台包括：低轨卫星、升空通信平台和无人机；低轨卫星分别连接通信卫星、地面卫星固定站、地面卫星移动站和/或地面通信网络，移动式传感器终端和固定式传感器终端能够与低轨卫星连接；升空通信平台分别连接通信卫星、地面卫星固定站、地面卫星移动站和/或地面通信网络，移动式传感器终端和固定式传感器终端能够与升空通信平台连接；无人机分别连接通信卫星、地面卫星固定站、地面卫星移动站和/或地面通信网络，移动式传感器终端和固定式传感器终端能够与无人机连接；低轨卫星、升空通信平台和无人机能够接收移动式传感器终端和/或固定式传感器终端获取的数据信息，并将采集到的数据信息通过通信卫星、地面卫星固定站、地面卫星移动站和/或地面通信网络送至云计算平台以进行数据处理。
其中，低轨卫星、升空通信平台和无人机可以根据实际需求进行部署。
如此设置，利用低轨卫星、升空通信平台和无人机具有的低成本、快速部署和覆盖范围广的特点，能够提高特定区域的数据采集、处理和传输能力，节约传输成本。
进一步地，如附图1所示，本发明一实施例中，云计算平台可以包括控制中心和数据处理中心；控制中心和数据处理中心连接，控制中心用于对全域物联网系统中的各个设备进行管理与控制，数据处理中心用于对接收到的数据进行解析、存储、存档和应用等处理；设备包括通信卫星、地面卫星固定站、地面卫星移动站、地面通信网络、区域增强平台、移动式传感器终端和固定式传感器终端。如此设置，能够方便各设备间进行数据共享。
其中，本发明一实施例中，云计算平台可以采用云计算技术处理接收到的数据信息。
本发明一实施例中，通信卫星上可以设置有传感器载荷和通信载荷，传感器载荷用于实现广域的数据采集，通信载荷用于实现移动式传感器终端、固定式传感器终端、地面卫星固定站和地面卫星移动站的通信和数据传输功能。
本发明一实施例中，移动式传感器终端、固定式传感器终端、地面卫星固定站、地面卫星移动站、通信卫星和云计算平台均具备数据处理能力，各个设备自身采集的数据信息可以进行本地预处理，可以利用自身连接的其他设备进行数据预处理。
可见，本发明一实施例提供的全域物联网系统利用通信卫星、地面卫星固定站、区域增强平台和地面通信网络构成天地一体化网络架构，能够实现物联网系统的全域覆盖，确保在地面通信网络无法全面覆盖的偏远区域，移动式传感器终端和固定式传感器终端仍然能够实现通信和数据传输；同时通过设置云计算平台进行数据集中处理，能便于数据的融合和共享，有效地提高数据处理效率。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，本文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中表示的放置状态为参照。
最后应说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种全域物联网系统，其特征在于，所述系统包括：移动式传感器终端、固定式传感器终端、通信卫星、地面卫星固定站、地面卫星移动站、云计算平台和地面通信网路；
所述移动式传感器终端分别连接所述通信卫星、所述地面卫星移动站和/或所述地面通信网络，所述固定式传感器终端分别连接所述通信卫星和/或所述地面通信网络，所述通信卫星分别与所述地面卫星固定站和所述地面卫星移动站连接，所述地面卫星固定站与所述地面通信网络连接，所述地面通信网络与所述云计算平台连接。
2.根据权利要求1所述的全域物联网系统，其特征在于，所述系统还包括区域增强平台；
所述区域增强平台连接所述通信卫星、所述地面卫星固定站、所述地面卫星移动站和/或所述地面通信网络，所述移动式传感器终端能够与所述区域增强平台连接，所述固定式传感器终端能够与所述区域增强平台连接；
所述区域增强平台能够收集所述移动式传感器终端和/或所述固定式传感器终端获取的数据信息，并将采集到的数据信息通过所述通信卫星、所述地面卫星固定站、所述地面卫星移动站和/或所述地面通信网络送至所述云计算平台以进行数据处理。
3.根据权利要求2所述的全域物联网系统，其特征在于，所述区域增强平台包括：低轨卫星、升空通信平台和无人机；
所述低轨卫星连接所述通信卫星、所述地面卫星固定站、所述地面卫星移动站和/或所述地面通信网络，所述移动式传感器终端和所述固定式传感器终端能够与所述低轨卫星连接；
所述升空通信平台连接所述通信卫星、所述地面卫星固定站、所述地面卫星移动站和/或所述地面通信网络，所述移动式传感器终端和所述固定式传感器终端能够与所述升空通信平台连接；
所述无人机连接所述通信卫星、所述地面卫星固定站、所述地面卫星移动站和/或所述地面通信网络，所述移动式传感器终端和所述固定式传感器终端能够与所述无人机连接。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的全域物联网系统，其特征在于，所述云计算平台包括控制中心和所述数据处理中心；
所述控制中心与所述数据处理中心连接，所述控制中心用于所述全域物联网系统的管理与控制，所述数据处理中心用于对接收到的数据进行分析处理。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的全域物联网系统，其特征在于，所述云计算平台采用云计算技术处理接收到的数据信息。
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